34-mavzu. Elektr maydon energiyasi reja

34-mavzu. ELEKTR MAYDON ENERGIYASI

Reja:
1.Elektr maydon energiyasi.
2.Zaryadlangan kondensatorning elektr maydon energiyasi
3.Elektr maydon energiya zichligi
O‘tkazgichni zaryadlash uchun zaryadlar orasidagi o‘zaro itarish kuchini yengishda ish bajariladi. Bu ish hisobiga, o‘tkazgich energiyaga ega bo‘ladi. Zaryadlangan jismning olgan energiyasi miqdor jihatdan (Wel – bu energiya elektr maydon energiyasi deb ataladi) uni zaryadlashda bajarilgan ishning miqdoriga aynan teng bo‘ladi, ya’ni A = Wel. O‘tkazgichni zaryadlashda bajarilgan ish qanday hisoblanadi? Dastlab jism zaryadlanmagan bo‘lsa, uning potensiali nolga teng bo‘ladi. Unga q zaryad berilsa, uning potensiali noldan φ gacha o‘zgaradi. Jismni zaryadlashda bajarilgan ish:
A = q · φ_o‘rt
Har bir kondensator nafaqat o‘zida zaryad to‘plash, shuningdek, energiya to‘plash xususiyatiga ham ega. Kondensator olgan energiya qoplamalar orasidagi muhutda bo‘ladi. Bu energiyani kondensatorda uzoq vaqt davomida saqlab bo‘lmaydi. Kondensator olgan zaryadini vaqt o‘tishi bilan uni o‘rab turgan atrof muhitga uzatadi.Kondensator elektr qarshiligi kichik bo‘lgan zanjir orqali zaryadsizlanganda, o‘z energiyasini deyarli bir zumda beradi. Faraz qilaylik, o’tkazgich q zaryadga ega bo’lsin. Zaryad miqdorini dq ga oshirish uchun, ma’lum ish bajarishimiz kerak. Bu ish:
. (10.1)
- bo’lganligi uchun:
. (10.2)
Aksincha, dq – zaryadni shu o’tkazgichlan cheksizlikka olib borish uchun elektrostatik maydon ham ma’lum ish bajarishi kerak. Demak, o’tkazgichning zaryadi dq ga oshganda, uning potensial enerrgiyasi ham shu miqdorga oshadi, ya’ni
. (10.3)
. (10.4)
yoki ifodani qo’llab (10.4) ifodani
, (10.5)
ko’rinishda yoza olamiz. Tabiiyki, bu formulalarda q- o’tkazgichdagi zaryad miqdori, S- o’tkazgich sig’imi.
Agar q₁, q₂, q₃, ... ,q_n nuqtaviy zaryadlar sistemasi berilgan bo’lsa, bu zaryadlar sistemasi hosil qilgan energiyasi:
, (10.6)
bunda , (k-1) zaryadlar tomonridan hosil qilingan maydon potensiali.
Har qanday formaga ega bo’lgan zaryadlangan kondensatorning elektrostatik maydon energiyasi:
,
Elektrostatik maydon energiyasining zichligi V hajm birligiga to’g’ri kelgan potensial energiya W bilan o’lchanadigan fizik kattalik bo’lib,
; (10.7)
XBS dagi birligi - .
YAssi kondensatorda maydon bir jinsli bo’lgani uchun, shu kondensator ichidagi maydonning energiya zichligi,
(10.8)
bo’ladi.



Mavzuga doir nazariy savol va amaliy topshiriqlar
1. Zaryadlangan jismning olgan energiyasi qanday kattaliklarga bog‘liq?
2. Kondensatorni zaryadlashda qanday ish bajariladi? 3. Zaryadlangan kondensator energiyasi qayerda to‘planadi?